数控机床远程机械故障诊断研究

2012-08-15登封市环境保护局任瑞红

河南科技 2012年2期

关键词：机械故障诊断系统数控机床

登封市环境保护局任瑞红

国投新登郑州煤业有限公司韩晓丽

数控机床远程机械故障诊断研究

登封市环境保护局任瑞红

国投新登郑州煤业有限公司韩晓丽

数控机床在实际运行过程中，各级零部件往往会受到外部作用力、热能作用力、摩擦作用力和机械性作业磨损等因素的影响，使原本设置较为紧密的零部件传动副的间距不断扩大，运动件联结频频松动。各个机械零部件在机械加工和作业中相互振动或猛烈撞击，致使整个数控机床的加工效率与作业精度受到影响，严重时整个数控机床将无法继续生产、加工，给企业带来经济损失。笔者认为，加强对数控机床故障的诊断作业，可以有效维护数控机床的整体使用功效。

一、数控机床远程机械故障诊断系统的构成

数控机床远程机械故障诊断系统是由网络数据处理模块、网络数据传输模块以及状态检测与远程诊断软件构成。该系统可以完成对数控机床远程机械故障的诊断及服务处理工作。

二、数控机床远程机械故障诊断系统的功能

1.网络数据处理模块。网络数据处理模块在整个数控机床远程机械故障诊断系统中，肩负着对各种系统所获取的网络数据进行处理与转化的任务。它能够将A/D数据采集卡所采集到的数控机床运行的数据，按照一定的格式进行打包，方便后期的数据传输作业。同时，网络数据处理模块还能为整个数控机械故障诊断系统提供相应的故障诊断结构。根据其诊断结果，可以采取相应的数控系统接口函数对数控机床的运动的控制，合理调整数控机械系统的参数。

2.网络数据传输模块。网络数据传输块设置在数控机床远程机械故障诊断系统的上层软件中，是为了能够对由网络数据处理模块所发出的各种数据进行及时接收与传输，并将所接受到的各种打包数据进行相应的解包处理，统一地存放到软件系统所指定的采集数据缓冲器中。网络数据传输模块还能够完成对存放在缓冲区域中未接收的各种参数、信息的诊断，及时、全面地进行扫描、分类和回传报告。

3.网络诊断服务程序。远程诊断服务系统为机床故障的分析和诊断提供了一个方便有效的工具。该系统可以计算被诊断齿轮箱和电动机组的各种特征频率，其中包括电动机和机械两部分。当进行电动机特征频率计算时，需输入交流电动机的转子槽数、定子槽数、电动机型号及电源频率等参数；当进行机械部分特征频率计算时需输入轴的转速、轴承外径、轴承内径、齿轮齿数、电源频率及轴号等参数。

4.状态监测与远程机械诊断软件系统。为了确保数控机床机械故障诊断系统对数控机床的实时性能真实、有效地检测和诊断作业，研究人员需要在整个故障诊断软件系统中配备一种经过详细处理和筛选的数控机床典型故障频谱图。频谱图以网络数据处理模块和网络数据传输模块所提供数据为依据，对数控机床实时性能进行故障诊断。在诊断时，计算机会自动对各种故障信号进行频谱与FFT分析，之后在系统预存故障诊断的知识库里对这些故障进行检索对比，最终判定出数控机床远程机械故障的诊断结构。

三、数控机床远程机械故障诊断系统的优势

数控机床远程机械故障诊断系统的优势如下。

1.降低了企业损失。

（1）数控机床远程机械故障诊断系统，可以帮助作业人员及时发现数控机床存在的故障点与安全隐患，使数控机床养护、维修作业具有预知性。

（2）缩短数控机床因大规模检修、更换作业造成的机床停机的时间。

（3）数控机床的实际运行过程中，对可能发生的各种突发性故障进行有效控制，进一步提升整个数控机床的机械加工效率。

总之，当数控机床作业人员在发现数控机床因各种运行故障而无法进行停机操作时，能够在数控机床远程机械故障诊断系统的指导下，对机床的故障性加工作业进行有效控制，从而降低了企业的经济损失和人身伤害。

2.提高了人员的专业知识。数控机床远程机械故障诊断系统有特殊的编程程序，能够使终端用户在进行系统操作过程中，建立起对数控机床设备使用技术的基本能力。数控机床设备软件系统最核心的构成部分，可以提升整个数控机床加工作业使用效率的目的。如，一线操作员工作为数控机床实际运行作业与远程机械故障诊断系统连接线时，可以在系统操作过程中学习到较为全面的数控机床制造、操作的专业知识。

3.增加了企业的经济效益。

（1）数控机床远程机械故障诊断系统，能够对人工难以发现的各种数控机床系统内部的故障进行精确地判断和分析，帮助作业人员进行合理地维护和养护。

（2）能够辅助专业人员根据远程机械故障诊断系统所提供的故障发生的频率、影响程度等，合理地对数控机床的使用寿命进行预测，使机床能够在保质、保产的情况下超预期运行。

总之，数控机床远程机械故障诊断系统，不仅为机床制造厂商带来了经济效益、节省了人工的开支，还为机床各项性能指标的跟踪、监测工作带来了便捷。